JPS6165113A - 零点補正センサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、零点補正機能を持ったセンナ回路に関する。

従来の技術 一般に、測定・制御には光電、変位、速度など様々なか
免ちの検出対象の物理ｉを電気信号に変換する種々のセ
ンナが使用される。このセンサの主要部になる変換器は
、一般的に物理的変位（例えば光量や角度の変化＞ｔ−
電気的な変位（例えば電流値や抵抗値の変化）Ｋ変換す
る検出端と、この検出端に得る電気的変位を信号処理可
能なレベルまで増幅するプリアンプとで構成される。第
２図（Ａ）は光センサ変換器をその零点補正回路と共に
示し、検出端としてのフォトダイオードｐシで入力光量
に比例し之′ｒＬ流（ＤＯＱ〜１ｍ７ｋ）全得、この電
流をプリアンプＰＡで電圧信号（θ〜１０ｖ）に変換増
幅する。第２図（Ｂ）は角度センサ変排Ｂを示し、ポテ
ンショメータＰＭを角度検出端として分圧電圧として取
出し、この電圧を電圧ホロワＶＦでインピーダンス変換
する。

これらセンサ変換器では、特に検出端にはそれが配置さ
れる環境（温度、湿度等）の変化や検出端自体の経年変
化などで零点の変化、いわゆる零ドリフトが少なからず
存在する。この零ドリフト補償には第２図（Ａ）に示す
ように、町７Ｓ抵抗器ＶＦと電隋変ぐ用抵抗器Ｒ，によ
るゼロ調整回路を設け、補正時に入力光量ヲ零にして可
変抵抗器ＶＦＩを訓堅して出力電圧ｖｏが零にするもの
がある。

また、第３図には工業プロセスや検査工程で使用される
零点補正回路を示す。この場合、検出端／とプリアンプ
λからなるセンサ変神器の出力Ｍｌ　。

を差動増幅器３の一方の入力とし、その他方の入力にホ
ールド回路≠の出力ＶＨとしてその差分を零補償し九出
力ｖｏ′とし得る工うにしている０ここで、ホールド回
路弘ｌは検出端／の物鼎帯を零にしたときのプリアンプ
−〇出力全取込んで記憶し、そのｔｉｔプリアンプコの
出力から引算するホールド回路弘の出力ＶＦＩとする。

この従来例では零補正を第２図（Ａ）の工５に可変抵抗
を調整するという煩わしい作業を不要にして測定時にホ
ールド回路弘の入力にプリアンプ２の出力を与えるスイ
ッチタの簡単な操作で済み、？補正を頻繁に数多く行な
り必要のちる工業プロセスや検査工程に多く採用される
０ 発明が解決しようとする問題点 第３図に示す従来の零点補正回路は、補正操作が簡単で
検出端及びプリアンプを含んだセンナ変換器全体の零点
補正ができる。しかし、ホールド回路≠はコンデンサの
充電記憶を利用するため、自然放電によるドリフトが存
在する。このドリフトは少なくするにはコンデンサの静
電容量を大きくすれば良いが、プリアンプ出力電流が比
較的小さいことからその光電に時間がかかりスイッチタ
を押す時間が長くなり、迅速な測定を難しくする。

また、最終段になる差動増幅器３についてはそのドリフ
トを補償できないため、依然としてドリフト分が残る問
題がある。

問題点を解決するための手段 本発明は、センサ変揄器の出力と零点補正信号との差を
センサ出力とする差動増＠器と、該センサ出力と零点補
正信号との和をとる加算回路と、この加算回路の出力を
零点補正時にディジタル信号に変換して記憶しこの内容
をアナログ信号に戻して前記零点補正信号として出力す
る記憶回路とを備える。

作　　用 センサ変換器の入刃物理号の変位を零にした状態では、
センサ変換器の出力にはドリフト分が現われ、このドリ
フト分と記憶回路の零点補正値との差分を差動増幅器に
得て該差分に加算回路で零点補正値を加えることにエリ
加ｘｒｉ５］路にはドリフト分が現われ、これ全記憶回
路の祈念な記憶データとして零点補正値とすることで差
動増幅器の出力にはドリフト分を除いた零にし、零点補
正値は討ドリフト分にする。そして、差動増幅器等の各
要素のドリフト分も含めて補正した零点補正をし、記憶
回路は記憶データを次回補正まで破壊されることなく保
持する。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

検出端／及びプリアンプλによる物理量の検出信号Ｖｏ
ｄ差励差幅増幅器一方の入力にされる。差動増幅器３の
出力はセンナ出力ｖｏｌとして取出されるほかに加算回
路乙の一方の加算入力にされる。

差動増幅器３及び加算回路乙の他方の入力には零点補正
値ｅが与えられる。加算回路乙の出力はＡ　／　Ｄ変換
器７の変換入力にされる。ラッチ回路ｒはＡ　／　Ｄ変
換器７の定検データを一時記憶するために取込む。Ｄ　
／　Ａ変換器りはラッチ回路ｒの記憶データをアナログ
信号に変換して零点補正値として出力する。コントロー
ル回路ＩＯは変Ｆ’　ｂ　７ｔり及びラッチ回路ｒの変
揄タイミング及びラッチタイミングを零点補正指令用ス
イッチｌＯＡの投入で発生する。

こうした構成に′おいて、７〜ＩＯからなる記憶回路は
加算回路乙の出力をディジタル信号に定押してラッチ回
路ｔに記憶し、この記憶データに対応するアナログ信号
出力を零点袢正値ｅとして出力する。そして、ラッチ回
路ｒの記憶データ更新はスイッチＩＯＡの一時投入に：
つでコントロール回路１０がＡ／Ｄ変換器７への変孕指
令、次いでラッチ回路？へのラッチ指令を夫々１回発し
て行なわれる。またＤ　／　Ａ変換器２にも定検指令を
発してラッチ回路ｒの記憶データに対すするアナログ信
号（零点補正値）を直流電圧として出力させる０零点補
正時には検出端／の物理量入力を零にする。例えば、光
センナであればその光入力をしゃ断する。この状態でス
イッチ１０　Ａ　ｔ″投入て記憶回路の記憶データを更
新する前にはプリアンプλの出力ｖｏと差動増幅器３の
出力ｖｏ′との関係は次の（１）式になる。

Ｖ６’＝Ｖ（１−ｅ　＋　ｅ　ｄ−１１１，（１）ここ
で１　θｄは差動増幅器３のドリフト分である。

次に、スイッチ１０Ａｆ投入すると、記憶データは加算
回路乙の出力になるＶ６’＋ｅに更新されて新しい零点
補正＠ｅＮになる。

ＬＡ　Ｎ　＝　Ｖｏ’　＋　ｅ　−・”　（２）この両
式（１）ｌ（２）からθを消去するとｖｏ−θＨ＋　ｅ
　ａ　＝　０−−　（３）となる。すなわち、更新され
た零点補正値θＮに工って差動増＠器３の出力ｖｏ’＝
　ｏになり、検出端／、プリアンプコ及び差動増幅器３
の各ドリフト分を補正した零点補正になる。この零点補
正値ｅは以後のセンナ動作に連続して与えられ、以後の
測定にドリフト分金無くす。しかも、ｅは加算回路ＩＧ
、Ａ／Ｄ変換器７．’ｆ）／Ａ変換器りの変換。

演算誤差分を含めｔ補正になるし、ラッチ回路ｒによる
ディジタル記憶でデータ破壊が起きることはない。

発明の効果 本発明によれば、零点補正値をディジタル貴で記憶保持
するため、従来のコンデンサの充電電圧によるアナログ
量記憶に較べて記憶内容の変化や記憶更新の手間（記憶
操作頻度）９時間の問題が解消される。また、零点補正
値は出力端からのフイードバック系を持つため、差動増
幅器のドリフト分及び記憶回路の各部ドリフト分も含め
た補正値になって精度良い補正を得ることができる。

先回面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図（Ａ）
及び第２図（Ｂ）はセンサ変換器全例示する回路図、第
３図は従来の零点補正センサ回路図である。

ｌ・・・検出端、λ・・・プリアンプ、３・・・差動増
幅器、ｔ・・・加算回路、７・・・Ａ　／　Ｄ変換器、
？・・・ラッチ回路、り・・・Ｄ　／　Ａ変換器、１０
・・・コントロール回路、１０ｋ・・・零点補正指令用
スイッチ。

第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検出対象の物理量を検出端で電気信号に変換しこの信号
   をプリアンプで信号処理可能なレベルまで増幅するセン
   サ変換器と、この変換器の出力と零点補正信号との差を
   センサ出力とする差動増幅器と、前記センサ出力と零点
   補正信号との和をとる加算回路と、この加算回路の出力
   を零点補正時にディジタル信号に変換して記憶しこの内
   容をアナログ信号に戻して前記零点補正信号として出力
   する記憶回路とを備えたことを特徴とする零点補正セン
   サ回路。